第2章教案单片机硬件结构

《第2章教案单片机硬件结构》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在工程资料-天天文库。

1、第2章单片机硬件结构一、教学要求：了解：单片机内部所包含的硕件资源及其功能特点和使用方法，注意儿个概念：振荡周期、时钟周期、机器周期和指令周期的意义及它们之间的关系。掌握：单片机芯片的内部组成及存储器结构，特别是片内RAM和四个并行1/0口的使用方法。理解：单片机时钟电路与时序、输入输出口以及引脚的使用。注意“地址重叠”的问题，注意程序状态字PSW中各位的含义。二、教学内容：1单片机逻辑结构及信号引脚2单片机的内部存储器3单片机并行输入/输出电路4单片机时钟电路与时序5单片机工作方式三、教学重点：单片机芯

2、片的内部组成及存储器结构，特别是片内RAM和四个并行1/0口的使用方法。四、教学难点：“地址暑叠”的问题，注意程序状态字pswH1各位的含义。五、建议学时：6学时。六、教学内容：2.1逻辑结构及信号引脚2丄1结构框图频率基准源计数信号2.1.2内部逻辑结构MCS—51CPUCPU内部结构：（1）运算器电路：算术逻辑单元ALU、累加器ACC、奇存器B、程序状态字PSW和2个暂存器等。算术逻辑运算单元ALU（8位）：+、_、X、一算术运算，与、或、非、异或逻辑运算，循环移位、位处理。（2）控制器电路：程序计数

3、器PC、PC+1寄存器、指令寄存器、指令译码器、定时与控制电路等。2.1.3信号引脚1>I/O口线功能4个8位并行I/O接口引脚P0.0〜P0.7、P1.0〜P1.7、P2.0〜P2.7和P3.0〜P3.7为多功能引脚，町自动切换用作数据总线、地址总线、控制总线和1/0接口外部引脚。2、控制线ALE：地址锁存允许信号端ESEN：外部程序存储器读选通信号端EA/VpP：程序存储器选择信号端/编程电源输入端RST/Vpd：复位信号端和后备电源输入端。输入10ms以上高电平脉冲，单片机复位。Vpd使用后备电源，

4、可实现掉电保护。复位电路：（1）上电复位（2）外部信号复位3、电源及时钟引线工作电源：VCC、VSS2.2内部存储器2.2.1内部数据存储器低128单元低128单元是单片机的真止RAM分为三个区域：1.寄存器区：4组寄存器（寄存器阵列）。即4个工作寄存器0区〜3区。每组8个寄存单元（每单元8位），以R0〜R7作寄存器名，暂存运算数据和屮间结果。字节地址为00H〜lFHo用PSW屮的两位PSW.4和PSW.3来切换工作寄存器区，选用一个工作寄存器区进行读写操作。2.位寻址区：字节地址为20H〜2FH,既可作

5、RAM,也可位操作。共有16个RAM单元，共128位，位地址为00H〜7FH。3.用户RAM区：32个单元，地址为30H〜7FH,在一般应用屮常作堆栈区。RSORS1的组合关系RS1RS0寄存器组片内RAM地址00第0组00H〜07H01第1组08H〜0FH10第2组10H〜17H11第3组18H〜1FH工作寄存器地址表组RSIRS0R0R1R2R3R4R5R6R700000H01H02H03H04H0506H07H10108H09H0AH0BH0CH0DH0EH0FH21010H11H12H13H14H

6、15H16H17H31118H19H1AH1BH1CH1DH1EH1FH彳戾》Ef支教案纸2.2.2内部数据存储器高128单元（也称特殊功能寄存器）内部RAM的高128单元一专用寄存器（SFR）区，地址为80H〜FFH⑵累加器Acc（8位）：需要ALU处理的数据和计算结杲多数耍经过累加器Ao（3）寄存器B（8位）：与A累加器配合执行乘、除运算。也可用作通用寄存器。（4）程序状态字PSW（8位）：存放ALU运算过程的标志状态（5）数据指针DPTR（16位）：存放片外存储器地址，作为片外存储器的指针。可分成两

7、个8位寄存器DPH、DPL使用。2、专用寄存器的字节寻址注意：（1）21个可字节寻址的专用寄存器是不连续地分散在内部RAM高128单元之中，共83个可寻址位。尽管还剩余许多空闲单元，但用户并不能使用。（2）在22个专用寄存器中，唯一一个不可寻址的PCoPC不占据RAM单元，它在（2）物理上是独立的，因此是不可寻址的寄存器。（3）对专用寄存器只能使用直接寻址方式，书写时既可使用寄存器符号，也可使用寄存器单元地址。MCS-51的寄存器在片内RAM都有映像地址。使用时，既可用寄存器名，也可用对应单元地址。2.2

8、.3堆栈操作1、堆栈类型：向上生长型（向地址増大的方向生成）：MCS—51系列向卜'生长型（向地址较低的方向生成）：MCS—96系列2、堆栈指针SP（8位）：MCS-51系列的堆栈是按“先进后出”原则存取数据的存储区。MCS—51堆栈设在片内RAM区。数据入栈时：先SP自动加1,后写入数据，SP始终指向栈顶地址。——“先加后压”数据岀栈时：先读岀数据，后SP自动减1,SP始终指向栈顶地址。一一“先弹后减”复位时SP=07Ho但